能量方程應(yīng)用2名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

§3-6能量方程應(yīng)用一、適用條件：⑴水流必須是恒定流，而且液體是均質(zhì)不可壓縮。⑵作用于液體上質(zhì)量力只有重力。⑶兩端（上、下游）斷面為漸變流或均勻流斷面，但斷面之間無此要求。⑷所取過水?dāng)嗝?-1及2-2之間，除了水頭損失以外，沒有其它機(jī)械能輸入或輸出。⑸所取過水?dāng)嗝嬷g無分、匯流情況，即總流流量沿流程不變，不然應(yīng)將單位重量液體改為單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過斷面總重量液體。第1頁流程中途有能量輸入管道系統(tǒng)所需水泵揚(yáng)程為HP

1-1與2-2斷面之間全部管道系統(tǒng)單位重量液體能量損失，但不包含水泵內(nèi)部水流能量損失水泵軸功率（）

水泵效率第2頁流程中途有能量輸出水輪機(jī)作用水頭為Ht

水輪機(jī)效率水輪機(jī)出力

1-1與2-2斷面之間全部管道系統(tǒng)單位重量液體能量損失，但不包含水輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部水流能量損失第3頁二、能量方程利用技巧：1、選擇基準(zhǔn)面2、選擇上、下游計(jì)算斷面*標(biāo)準(zhǔn)上基準(zhǔn)面能夠任意選定，一旦確定，則上、下游斷面能量值必須針對(duì)同一基準(zhǔn)面取值。*通常對(duì)管道取在管出口中心水平面；對(duì)容器水體取在水面。*確保計(jì)算斷面為漸變流第4頁3、選擇斷面上計(jì)算點(diǎn)通常是水面點(diǎn)、管軸中心點(diǎn)。4、全部能量值都以水頭表示。5、等式兩邊壓強(qiáng)表示統(tǒng)一，普通情況采取相對(duì)壓強(qiáng)6、工程實(shí)用上普通取7、實(shí)際問題中經(jīng)常和連續(xù)方程聯(lián)解V1A1=V2A2第5頁1、判別水流運(yùn)動(dòng)方向

三、應(yīng)用舉例

有一段變直徑管道傾斜放置，小管直徑，大管直徑。在管中分別取漸變流斷面1-1和2-2并安裝壓力表，測(cè)得兩斷面形心點(diǎn)壓強(qiáng)分別為、。1-1和2-2斷面形心點(diǎn)位置高差，經(jīng)過管道流量。那么水流運(yùn)動(dòng)方向怎樣？

第6頁2、文丘里流量計(jì)依據(jù)連續(xù)性方程式，得因?yàn)槔碚撝档?頁實(shí)際值修正系數(shù)討論以下兩種情況，流量公式能否直接應(yīng)用？第8頁3、孔口恒定出流薄壁小孔口流速系數(shù)

孔口出流流量系數(shù)

試驗(yàn)測(cè)得ε=0.63~0.64，φ=0.97~0.98，μ=0.61~0.63。普通可取流量系數(shù)μ=0.62?？卓谑湛s系數(shù)第9頁4、管嘴恒定出流經(jīng)過管嘴流量第10頁經(jīng)過管嘴流量為經(jīng)過孔口流量為比較對(duì)于圓柱形外管嘴，理論分析及試驗(yàn)研究結(jié)果表明H0≤9.33m1、作用水頭應(yīng)該滿足條件為H0≤9.33m圓柱形外管嘴正常工作條件：2、管嘴長(zhǎng)度也有一定限制，第11頁

如圖等直徑彎管，若水箱內(nèi)水位恒定，試問：（1）AB管段中止面平均流速是否會(huì)沿程減小？BC管段中止面平均流速會(huì)否沿程增大？為何？（2）如不計(jì)管中水頭損失，管中何處壓強(qiáng)最小？何處壓強(qiáng)最大？管道進(jìn)口處A點(diǎn)壓強(qiáng)是否為γH？例題第12頁有一股水流從直徑d2=25mm噴嘴垂直向上射出，如圖4-12所表示。水管直徑d1=100mm

，壓力表M讀數(shù)為29400N/m2。若水流經(jīng)過噴嘴能量損失為0.5m，且射流不裂碎分散。求噴嘴射流量Q及水股最高能到達(dá)高度h（不計(jì)水股在空氣中能量損失）。例題第13頁

某容積A，用小管與水平管道之束窄斷面相連，已知管道中流量Q=2.7升/秒，直徑，，1—1斷面測(cè)壓管高度，若忽略水頭損失，試求水自容器吸引上來時(shí)可能高度h為若干?例題第14頁設(shè)水流從水箱經(jīng)鉛垂圓管流入大氣，如圖4-11所表示。水箱儲(chǔ)水深度由水位調(diào)整器控制，已知H=3m,管徑d1=75mm,管長(zhǎng)l1=16m,錐形管出口直徑d2=50mm,管長(zhǎng)l2=0.1m。水箱水面面積很大，若不計(jì)流動(dòng)過程中能量損失，試求A、B及C斷面壓強(qiáng)水頭各為多少？（注，A點(diǎn)位于管道進(jìn)口，B點(diǎn)位于位于豎管l1中間，C點(diǎn)位于錐形管進(jìn)口前）。例題第15頁測(cè)定水泵揚(yáng)程裝置，如圖4-42所表示。已知水泵吸水管直徑d1=200mm，水泵進(jìn)口真空表讀數(shù)為4m水柱。壓水管直徑d2=150mm，水泵出口壓力表讀數(shù)為2at(工程大氣壓強(qiáng))，1-1、2-